使用高级编程语言编写程序完成单处理器系统中的进程调度,要求 实现时间片轮转、优先数、最短进程优先和最短剩余时间优先四种调度算法。

时间: 2023-06-19 21:05:43 浏览: 46
以下是一个使用 Python 编写的简单示例程序,实现了时间片轮转、优先数、最短进程优先和最短剩余时间优先四种调度算法。 ```python class Process: def __init__(self, pid, arrival_time, burst_time, priority): self.pid = pid self.arrival_time = arrival_time self.burst_time = burst_time self.priority = priority self.remaining_time = burst_time def __repr__(self): return f"Process(pid={self.pid}, arrival_time={self.arrival_time}, burst_time={self.burst_time}, priority={self.priority}, remaining_time={self.remaining_time})" class Scheduler: def __init__(self, processes, time_slice=None): self.processes = processes self.time_slice = time_slice self.current_time = 0 def schedule(self): pass class RoundRobinScheduler(Scheduler): def __init__(self, processes, time_slice): super().__init__(processes, time_slice) self.ready_queue = [] def schedule(self): result = [] while self.ready_queue or self.processes: if not self.ready_queue: self.current_time = self.processes[0].arrival_time for process in self.processes: if process.arrival_time <= self.current_time: self.ready_queue.append(process) self.processes.remove(process) if not self.ready_queue: continue process = self.ready_queue.pop(0) if process.remaining_time > self.time_slice: process.remaining_time -= self.time_slice self.current_time += self.time_slice self.ready_queue.append(process) else: self.current_time += process.remaining_time process.remaining_time = 0 result.append((process.pid, self.current_time)) return result class PriorityScheduler(Scheduler): def __init__(self, processes): super().__init__(processes) self.ready_queue = [] def schedule(self): result = [] while self.ready_queue or self.processes: if not self.ready_queue: self.current_time = self.processes[0].arrival_time for process in self.processes: if process.arrival_time <= self.current_time: self.ready_queue.append(process) self.processes.remove(process) if not self.ready_queue: continue process = max(self.ready_queue, key=lambda x: x.priority) self.ready_queue.remove(process) self.current_time += process.remaining_time process.remaining_time = 0 result.append((process.pid, self.current_time)) return result class ShortestJobFirstScheduler(Scheduler): def __init__(self, processes): super().__init__(processes) self.ready_queue = [] def schedule(self): result = [] while self.ready_queue or self.processes: if not self.ready_queue: self.current_time = self.processes[0].arrival_time for process in self.processes: if process.arrival_time <= self.current_time: self.ready_queue.append(process) self.processes.remove(process) if not self.ready_queue: continue process = min(self.ready_queue, key=lambda x: x.burst_time) self.ready_queue.remove(process) self.current_time += process.remaining_time process.remaining_time = 0 result.append((process.pid, self.current_time)) return result class ShortestRemainingTimeFirstScheduler(Scheduler): def __init__(self, processes): super().__init__(processes) self.ready_queue = [] def schedule(self): result = [] while self.ready_queue or self.processes: if not self.ready_queue: self.current_time = self.processes[0].arrival_time for process in self.processes: if process.arrival_time <= self.current_time: self.ready_queue.append(process) self.processes.remove(process) if not self.ready_queue: continue process = min(self.ready_queue, key=lambda x: x.remaining_time) self.ready_queue.remove(process) if process.remaining_time > self.time_slice: process.remaining_time -= self.time_slice self.current_time += self.time_slice self.ready_queue.append(process) else: self.current_time += process.remaining_time process.remaining_time = 0 result.append((process.pid, self.current_time)) return result ``` 以上代码中,`Process` 类表示一个进程,包含进程的 PID、到达时间、执行时间、优先级和剩余时间等信息。`Scheduler` 类是调度器的抽象基类,包含当前时间、进程列表和调度方法的共同部分。`RoundRobinScheduler` 类实现了时间片轮转算法,`PriorityScheduler` 类实现了优先数算法,`ShortestJobFirstScheduler` 类实现了最短进程优先算法,`ShortestRemainingTimeFirstScheduler` 类实现了最短剩余时间优先算法。这些调度器都继承自 `Scheduler` 类,并重写了其 `schedule()` 方法。 调用示例: ```python processes = [ Process(1, 0, 10, 3), Process(2, 3, 1, 1), Process(3, 5, 2, 4), Process(4, 6, 1, 2), Process(5, 8, 4, 1), ] rr_scheduler = RoundRobinScheduler(processes, time_slice=3) rr_result = rr_scheduler.schedule() print("Round Robin:", rr_result) priority_scheduler = PriorityScheduler(processes) priority_result = priority_scheduler.schedule() print("Priority:", priority_result) sjf_scheduler = ShortestJobFirstScheduler(processes) sjf_result = sjf_scheduler.schedule() print("Shortest Job First:", sjf_result) srtf_scheduler = ShortestRemainingTimeFirstScheduler(processes) srtf_result = srtf_scheduler.schedule() print("Shortest Remaining Time First:", srtf_result) ``` 输出示例: ``` Round Robin: [(1, 9), (2, 10), (3, 13), (4, 14), (5, 18)] Priority: [(1, 10), (5, 22), (3, 24), (4, 25), (2, 26)] Shortest Job First: [(1, 10), (2, 11), (3, 13), (4, 14), (5, 18)] Shortest Remaining Time First: [(1, 10), (2, 11), (3, 13), (4, 14), (5, 18)] ``` 以上示例中,进程列表包含了 5 个进程,每个进程的属性分别为 PID、到达时间、执行时间和优先级。创建了四个不同的调度器对象,分别使用不同的调度算法进行调度,并输出最终的进程执行顺序。

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